Übersicht Getriebe

Was ist ein Getriebe?

Ein Getriebe optimiert mechanisch das Ausgangsdrehmoment und vermindert die Drehzahl. Die Motorwelle mündet in das Getriebe, das durch interne Übersetzungen die gewünschte Drehzahl und Geschwindigkeit liefert. Unsere Getriebe sind in einer Reihe von Größen und Übersetzungsverhältnissen lieferbar, die eine breite Palette von Drehmomentanforderungen abdeckt. Die Grundkonstruktion ist ein Stirnradgetriebe, deren Zahnräder aus Metall, Kunststoff oder einer Kombination beider Materialien bestehen. Besonders erwähnenswert ist die Verfügbarkeit eines Freilaufs und von Rutschkupplungen.

Getriebe-Grundlagen

Saia-Motor-Getriebe sind in einer Reihe von Größen lieferbar, die eine breite Palette von Drehmomentanforderungen erfüllt. Es sind Übersetzungen von 4 1/6 bis zu 6.048.000 lieferbar. Die Grundkonstruktion ist ein Stirnradgetriebe, deren Zahnräder aus Metall, Kunststoff oder einer Kombination beider Materialien bestehen. Besonders erwähnenswert ist die Verfügbarkeit eines Freilaufs und von Rutschkupplungen.

Die Getriebe werden vom Motor angetrieben, der Kraftfluss verläuft von der Eingangs- zur Ausgangswelle, d.h. sie dürfen nicht von der Ausgangswelle aus angetrieben werden (z.B. durch Drehen von Hand).

Dies kann zur Beschädigung von inneren Bauteilen führen!

Drehrichtung

Die Drehbewegung kann als Funktion der Anzahl von Schritten entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn verlaufen. Die Drehbewegung der Motor-Getriebeeinheit ist allgemein für die Getriebeausgangswelle spezifiziert (Antriebsseite, siehe DIN EN60034-7, IEC 60050-411).

Übersetzung

Ein Getriebe lässt sich durch seine Übersetzungsverhältnis i oder seine Zeit T beschreiben. Die Getriebeübersetzung ist das Verhältnis der Eingangsgeschwindigkeit ne zur Ausgangsgeschwindigkeit na. T ist die Zeit für eine vollständige Umdrehung der Ausgangswelle.

Zulässige Kraft FA und FR an der Ausgangswelle

Die zulässigen Lastkräfte an der Ausgangswelle sind die folgenden:

Axiallast FA, Zug- oder Druckbelastung in der axialen Richtung der Welle.
Die Radiallast FR wirkt lateral auf die Welle. Der Katalogwert bezieht sich auf eine Entfernung von 1 cm vom Lager.

Zulässiges Drehmoment

Die Lebensdauer eines Getriebes wird von den an den Getriebezähnen anliegenden Lasten und der Drehleistung der Getrieberäder bestimmt.

Das maximal zulässige Drehmoment Mn ist durch die Last des letzten Schritts und die Stabilität des Gehäuses definiert.

Für einige Getriebe steht eine grafische Darstellung der Lebensdauer zur Verfügung. Sie zeigt den Zusammenhang zwischen der Übersetzung i und dem beigeordneten Drehmoment für eine festgelegte Zeitspanne, z.B. 1000 oder 10.000 Stunden. Ein abhängiger Parameter ist die Eingangsgeschwindigkeit (= Motorgeschwindigkeit) im Verhältnis zur Gesamtzahl der Umdrehungen aller Getriebezahnräder. Im Katalog werden deshalb zwei Kurven dargestellt – für einen Motor mit 250/300 U/min und mit 500/600 U/min.

Beispiel: Das maximale Ausgangsdrehmoment Mx1 ist bei einer Übersetzung von ix1 zulässig. Bei kleineren Übersetzungen muss das maximal zulässige Drehmoment verringert werden, da sonst die ersten Schritte (Gänge) des Getriebes überlastet würden.

Zusätzlich zur Lebensdauerkurve wird das Motordrehmoment Mm multipliziert mit der Getriebeübersetzung und vermindert um die Getriebeeffizienz dargestellt (= Ausgangsdrehmoment Mi).

Beispiel 1: Die Anwendung des Motors 1 in Kombination mit eine Getriebe mit einer Übersetzung ix1 ergibt ein Ausgangsdrehmoment Mx1 am Punkt A. Das Getriebe kann dieses Drehmoment übertragen und seine Lebensdauer erfüllen.

Würde eine Übersetzung von i >ix1 gewählt, wäre das tatsächliche Drehmoment M > Mx1. Allerdings kann hier die Lebensdauer nicht garantiert werden, da der Arbeitspunkt über der Lebensdauerkurve liegt.

Beispiel 2: Motor 1 mit einer Übersetzung von ix2. Das erzeugte Drehmoment ist Mx2 und befindet sich somit unter der Lebensdauerkurve. Die Übersetzung lässt sich über einen langen Zeitraum ohne Probleme anwenden.

Beispiel 3: Motor 2 und eine Übersetzung von ix3 ergeben ein Drehmoment von Mn. Bei Verwendung einer Übersetzung von i > ix3 kann das Getriebe nicht über Mn hinaus belastet werden.

Effizienz

Die Anzahl der Stufen (Gänge) des Getriebes bestimmt die Effizienz. Mit hohen Übersetzungsverhältnissen i vermindert sich der Faktor unter die 10%-Marke, wie der untere Graph zeigt. (Für UGO/UGP, UGR, siehe Tabelle des Kapitels)

Saia Motor Getriebekupplungen

Die Getriebe vom Typ UGA, UGB und UGD können mit Freilauf oder Rutschkupplungen ausgestattet werden.

Die Freiläufe übertragen das maximale Drehmoment M in die verriegelte Richtung und <1 cNm in die Gegenrichtung. Rutschkupplungen, die in eine Richtung funktionieren, verhalten sich ähnlich, außer dass das Rutschdrehmoment einen höheren Wert hat. Zwei-Wege-Rutschkupplungen können in jede Richtung nur einen begrenzten Drehmomentwert übertragen, der niedriger als das Rutschdrehmoment ist.

Rutschkupplungen werden verwendet für folgende Zwecke: Schutz des Getriebes gegen Überlastung, oder Lastregelung durch Drehung von der Lastseite (Hinweis: das Drehen der Ausgangswelle kann sonst das Getriebe beschädigen).


In eine Richtung / in zwei Richtungen funktionierende Rutschkupplung	ein Weg	ein Weg	Zwei-Wege
Freilauf ja ja nein	ja	ja	keine
Drehmoment im Uhrzeigersinn volles Drehmoment < Rutschdrehmoment < Rutschdrehmoment	volle Drehmoment	Rutschmoment	Rutschmoment
Drehmoment gegen den Uhrzeigersinn < Rutschdrehmoment volles Drehmoment < Rutschdrehmoment	Rutschmoment	volle Drehmoment	Rutschmoment
Drehung der Ausgangswelle, im Uhrzeigersinn Durchrutschen möglich, Blockieren des Durchrutschens möglich	Abrutschen möglich	Blockierung	Abrutschen möglich
Drehung der Ausgangswelle, gegen den Uhrzeigersinn Blockieren des Durchrutschens möglich, Durchrutschen möglich	Blockierung	Abrutschen möglich	Abrutschen möglich

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